年产300万吨圆筒管式加热炉毕业设计（附带CAD图）
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- 摘 要
本设计为年产300万吨原油圆筒管式加热炉，在本设计中主要完成对辐射段、对流段以及烟道的工艺尺寸的计算、热量的衡算、钢结构的计算及校核和加热炉各零部件的选用。其中辐射室工艺尺寸包括辐射室炉管的直径、炉管的壁厚、炉管的长度、炉管的根数、辐射室的外形尺寸等；对流室的工艺尺寸包括对流炉管的形式、炉管的直径、炉管的壁厚、炉管的排数及每排的根数、热量衡算的部分包括计算燃料量、燃烧器的规格和根数。
本设计的要点是加热炉高的热效率，提高燃油的利用率。常采用的措施有降低炉子的排烟温度、减小过热空气系数、减少化学部完全燃烧损失、减少机械不完全燃烧损失、减少炉壁散热等。也可以设置烟气余热回收系统来提高加热炉的热效率。
关键字：加热炉；炉管；辐射；对流；
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 本课题发展方向 1
第2章 设计要求和设计参数 3
2.1 设计要求 3
2.2 设计参数 3
2.2.1 燃料油 3
2.2.2 原油工艺条件 3
2.2.3 过热蒸汽条件 3
2.2.4 原油产品分率 3
第3章 工艺计算 4
3.1 加热炉热负荷计算 4
3.1.1 管式加热炉工艺计算所需的基础数据 4
3.1.2 被加热介质的比焓 4
3.1.3 被加热介质的热负荷 5
3.2 燃烧过程计算 6
3.2.1 燃料油燃烧物性 6
3.2.2 加热炉设计的热效率计算 6
3.3 辐射段计算 8
3.3.1 辐射段基础数据 8
3.3.2 辐射段炉体尺寸确定 9
3.3.3 辐射段热平衡计算 11
3.4 对流段计算 14
3.4.1 核算对流段热负荷 14
3.4.2 对流段工艺尺寸计算 20
3.5 加热炉压力降 24
3.5.1 炉管压力降 24
3.5.2 加热介质进口压力降 25
3.6 烟囱设计 26
3.6.1 烟囱直径 26
3.6.2 烟囱高度计算 26
第4章 加热炉的检测、检验和试验 32
4.1 炉管水压试验 32
4.2 炉管焊接接头的检测和检验 32
第5章 加热炉钢结构 33
5.1 辐射室钢结构 33
5.2 对流室钢结构 33
5.3 平台梯子 33
第6章 余热回收系统 35
第7章 加热炉配件的设计选用 36
7.1 辐射管的支撑 36
7.2 看火门 37
7.3 人孔门 37
7.4 防爆门 38
7.5 燃烧器的选择 39
7.6 清扫门和吹灰器 40
结论 41
参考文献 42
致谢 43
1.1 课题背景
近年来，随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉技术越来越引起人们的重视。管式加热炉消耗着大量的能量，而在制造乙烯、氢气和合成氨的工艺过程中，它已成为进行裂解和转化反应的心脏设备，支配着整个工厂或装置的产品质量、收率、能耗和操作周期。因此对管式加热炉的设计和余热回收系统的设计就非常必要了。
管式炉在石油化厂具有举足轻重的作用，管式炉的能耗很高。此外，由于加热炉在燃料燃烧时的噪声和烟气排放也对环境污染造成相当严重的影响。这些因素都必须在加热炉设计时加以考虑。
1.2 本课题发展方向
在炼油工程上，采用管式加热炉开始于1910年至1911年间，在没有采用管式加热炉之前原油加工方式均为釜式蒸馏，小处理量、且为间歇生产。管式加热炉的使用是炼油工业由小处理量、间歇生产转向大处理量、连续生产的标志。
常减压蒸馏装置是原油初加工装置，其的处理能力决定了整个炼油厂加工能力或规模。在常减压蒸馏装置中，常压炉的处理能力决定了常减压蒸馏装置处理能力，如果常压炉的处理能力不够，整个装置将无法完成预定的任务。
石化工艺加热炉的能耗约占整个生产装置能耗的50%～60%，其热效率的高低直接决定着整个生产装置能耗大小，直接影响着生产成本。
石化工艺加热炉的基建投资费用，约占一般炼油装置总投资的10%～20%，总设备费用的30%左右；在重整、制氢等装置中则占装置总投资的25%左右；乙烯裂解炉和化肥转化炉的基建投资费用约占装置总投资的35%左右。石化管式加热炉的基建投资费用大小直接影响着整个生产装置或炼油厂、石油化工厂的基建投资。
由于石油化工工艺管式加热炉的被加热工艺介质为易燃、易爆的液体或气体，且压力较高，一旦发生重大事故，后果不堪设想。因此，石油化工工艺管式加热炉能否长周期安全、稳定运行对整个装置或全厂实现“长周期安全、稳定运转”有着直接的影响。几乎每一套炼油和石油化工装置中都有管式加热炉，也就是说：管式加热炉几乎参与了炼油和石油化工的整个生产过程。管式加热炉是炼油装置中的三大主力设备之一（塔器、换热器和管式加热炉），是乙烯和化肥等石油化工生产装置的“心脏”设备，没有石油化工工艺管式加热炉，就没有现代化的炼油和石油化工工业。
石油化工工艺管式加热炉排放的烟气中NOx、SOx、CO2等有害成分含量是否达到国家标准规定，对操作工人和周边居民的生活或身体健康都有着直接影响。
上述充分说明了管式加热炉在炼油和石油化工生产中占有十分重要的地位，搞好石油化工工艺管式加热炉操作、管理工作对炼油和石油化工生产装置实现高处理量、高质量、高效率、低能耗和长期安全、稳定运转及减轻对环境的污染有着重大意义。 ...
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